JPS61501615A - three dimensional image system - Google Patents

three dimensional image system

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JPS61501615A JP60501563A JP50156385A JPS61501615A JP S61501615 A JPS61501615 A JP S61501615A JP 60501563 A JP60501563 A JP 60501563A JP 50156385 A JP50156385 A JP 50156385A JP S61501615 A JPS61501615 A JP S61501615A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 説明 三次元の像システム 技術分野 この発明は対象物の三次元の像を得るための竺次元の像システムに関する。詳細 には、この発明は、以下に開示された超音波走査技術を用いて走査された対象物 の三次元の像を得るための、三次元の超音波像システムに関する。[Detailed description of the invention] explanation three dimensional image system Technical field The present invention relates to a vertical imaging system for obtaining a three-dimensional image of an object. detail The invention relates to an object scanned using the ultrasonic scanning technique disclosed below. The present invention relates to a three-dimensional ultrasound imaging system for obtaining three-dimensional images of.

背景技術 様々な形式の超音波走査システムが先行技術においてよく知られている。たとえ ば、一般に利用されているほとんどの先行技術の医学用超音波走査システムは、 A形式またはB形式に分類できるだろう。Background technology Various types of ultrasound scanning systems are well known in the prior art. parable For example, most commonly available prior art medical ultrasound scanning systems It can be classified into type A or type B.

A形式の超音波走査器では、固定された変換器が超音波のパルスを提供し、これ は固定された経路に沿って物体または対象物に導かれる。内部器官の境界面から の反射の戻り回数が検出されて、このような境界面への距離の表示を与える。In Type A ultrasound scanners, a fixed transducer provides pulses of ultrasound that is guided along a fixed path to an object or object. From the interface of internal organs The number of return reflections of is detected to give an indication of the distance to such an interface.

B形式の走査器では、パルス化された超音波のビームは単一の方向へ掃引され、 A形式の走査器の場合と同様に、器官の境界面を反射する連続した距離または範 囲が標準的なインターバロメータ(tnterva+o+aeter)方法によ って測定される。これらのB形式の走査器は、事実上、ビームの経路の位置に対 して検出された距離をプロットすることによって、典型的に境界面のしるしを提 供する。様々なり形式の走査器がリアルタイムの表示を含み、たとえば位相変換 器配列の使用によって、電気的に走査を果たしてきた。In a B-type scanner, a beam of pulsed ultrasound is swept in a single direction; As with A-type scanners, continuous distances or ranges reflecting organ interfaces The range is determined by the standard intervalometer (tnterva+o+aeter) method. It is measured. These B-type scanners effectively An indication of the interface is typically provided by plotting the detected distance. provide Various types of scanners include real-time displays, such as phase conversion Scanning has been accomplished electrically through the use of a device array.

レドレイの米国特許第4.271.706号は、超音波のパルスが物体へ導かれ 、物体の境界面からのパルス反射の電気的表現が超音波パルスの経路に沿って発 生されるような、超音波走査器を開示している。その特許の超音波走査器では、 超音波の信号経路は物体の容積を通って走査され、瞬間の位置を表わす位置信号 が発生される。反射信号は経路配置の予め定められた関数に従って選択的にゲー トされ、走査される容積の、選択された、輪郭を描かれた部分内に位置する、所 望の境界面を選択的に表わす表示を与える。予め定められた関数を変化させるこ とにより、特定の所望の境界表面が表示されることもある。選択された表面の三 次元の表示を発生する装置は上述の特許で説明されている。Ledray U.S. Pat. , the electrical representation of the pulse reflection from the object interface is emitted along the path of the ultrasound pulse. The present invention discloses an ultrasonic scanner, such as an ultrasonic scanner. The patented ultrasonic scanner The ultrasound signal path is scanned through the volume of the object and produces a position signal representing the instantaneous position. is generated. The reflected signals are selectively gated according to a predetermined function of the path configuration. a location located within a selected, delineated portion of the volume being scanned and scanned. provides a display that selectively represents the desired boundary surface. Changing a predetermined function A specific desired bounding surface may be displayed. Three of the selected surfaces Apparatus for generating dimensional representations are described in the above-mentioned patents.

やわらかい組織器官構造の大きさ、形状、位置および性質に関する三次元のデー タを収集する器材と同様に、電気的に再生された超音波像、xmmまたは心臓の ベクトルループの、電気的空間的曲線および空間的像を表示する他の方法や装置 が、クラウス等の米国特許第4.292.977号およびキングの米国再発行特 許第30.397号に開示されている。これに加えて、対象物または物質の三次 元の伐蒐1T:4LIJ /i−リーバ趙首波の立体鏡の像装置または器具が、 ソリッシュの米国特許第4.028.934号に開示されている。Three-dimensional data on the size, shape, location, and properties of soft tissue organ structures. electrically reproduced ultrasound images, xmm or cardiac Other methods and devices for displaying electrical spatial curves and spatial images of vector loops No. 4,292,977 to Krauss et al. and U.S. Reissue Patent to King. No. 30.397. In addition to this, the third dimension of the object or substance The original felling 1T:4LIJ/i-lever Zhao Shubo's stereoscopic image device or instrument is No. 4,028,934 to Solish.

変換器の配列、または超音波送信器および/または受信器の配列を含む配置は、 クラインズの米国特許第3.292.018号、マウントの米国特許第3.55 2.382号、およびベリロー等の米国特許第3.577.772号に開示され ている。An arrangement comprising an array of transducers or an array of ultrasound transmitters and/or receivers is Kleins U.S. Patent No. 3.292.018, Mount U.S. Patent No. 3.55 No. 2.382, and U.S. Pat. No. 3.577.772 to Berylault et al. ing.

次の米国特許は他の超音波システムおよび装置を開示している:ヴエント等の第 3.681.977号;メインドル等の第3.888,238号;コソフの第3 .936゜791号:マトザックの第3.964,296号;グローバーの第4 .075.883号;レイド等の第4,109゜642号;およびグローバー等 の第4.121.468号。The following U.S. patents disclose other ultrasound systems and devices: Vendt et al. No. 3.681.977; Maindl et al. No. 3.888,238; Kosov No. 3 .. 936゜791: Matozak No. 3.964,296; Grover No. 4 .. No. 075.883; Reid et al. No. 4,109°642; and Grover et al. No. 4.121.468.

上述の特許で説明された超音波の配置、装置およびシステムは、成る不利な点を 特徴とする。たとえば、先行技術の超音波の配置、装置およびシステムは、組成 および視覚的知覚、また同様に双眼の知覚に関する理論を利用していない。この ような理論と、関連した理論上の技術は次の2つの論文に開示されている=「組 成および視覚的知覚」、ベラ ユルツ、サイエンティフィックアメリカン誌、1 965年2月、38頁から48頁:「双眼の知覚の手段」、ジョン ロス、サイ エンティフィックアメリカン誌、1976年3月、8o頁から86頁。The ultrasound arrangements, devices and systems described in the above-mentioned patents suffer from the disadvantages of Features. For example, prior art ultrasound arrangements, devices and systems have and visual perception, and likewise do not utilize theories of binocular perception. this These theories and related theoretical techniques are disclosed in the following two papers: ``Construction and Visual Perception'', Bella Yurtz, Scientific American, 1 February 965, pp. 38-48: "Means of Binocular Perception", John Ross, Sci. Entific American Magazine, March 1976, pp. 8o-86.

後者の所見に関連した別の所見は、先行技術の超音波の配置、装置およびシステ ムはコンピュータおよびデータ処理技術の進歩した状態を利用していないという ことであり、特に、三次元の像システムにより走査される対象物の三次元像を三 次元で表示するために、再構成された像のデータを引出す、超音波システムのデ ータ処理のために、複雑なデータ処理/プログラミング技術を採用し進展させる ことによって達成され得る、ハードウェアにおける節約を利用していない、とい うことである。Another finding related to the latter finding is that prior art ultrasound arrangements, devices and systems The system does not take advantage of the advanced state of computer and data processing technology. In particular, a three-dimensional image of an object scanned by a three-dimensional imaging system is The ultrasound system's design draws the reconstructed image data for dimensional display. Adopt and advance complex data processing/programming techniques to process data This means that you are not taking advantage of the savings in hardware that could be achieved by That is true.

1里1すLL この発明は像システムによって走査される対象物の三次元の像を得るための、三 次元の像システムに関する。1ri 1s LL The present invention provides a three-dimensional system for obtaining a three-dimensional image of an object scanned by an imaging system. Concerning dimensional image systems.

より明確には、この発明の三次元の像システムの一実施例は、 第1の走査面で連続した方向に対象物に向って超音波のエネルギを連続して送り 、それから第1の走査面に平行な連続した走査面で連続した方向に対象物に向つ て超音波のエネルギの連続した伝送を繰返すソース配置と、対象物から反射され たエネルギを受け、反射エネルギを電気的信号に変える検出器配置と、 検出器配置に接続されて、電気的信号を処理し、走査された対象物に関する再構 成像データを発生させるための処理装置、とを含む。特に、検出器装置は、走査 される対象物から変位され、かつ左の像面と右の像面に分けられている像面に配 置されるので、処理装置の動作の結果として発生される再構成された像データは 左の像面と右の像面に対象物の前方投影を引出し、それぞれに第1の像と第2の 像を発生させ、この第1と第2の像が立体の対を形成する。More specifically, one embodiment of the three-dimensional imaging system of the present invention includes: Continuously sends ultrasonic energy toward the object in consecutive directions in the first scanning plane , then toward the object in successive directions in successive scan planes parallel to the first scan plane. A source arrangement that repeats continuous transmission of ultrasonic energy and a detector arrangement that receives the reflected energy and converts the reflected energy into an electrical signal; is connected to the detector arrangement to process the electrical signals and perform reconstruction regarding the scanned object. a processing device for generating imaged data. In particular, the detector device scans The image plane is displaced from the target object and is divided into a left image plane and a right image plane. Since the reconstructed image data generated as a result of the operation of the processing unit is The front projection of the object is drawn on the left image plane and the right image plane, and the first and second images are respectively Images are generated, the first and second images forming a stereoscopic pair.

′このシステムはざらに第1と第2の像を合成的に表示する表示装置を含み、こ うして対象物の三次元の像を表示する。'This system roughly includes a display device that synthetically displays the first and second images; In this way, a three-dimensional image of the object is displayed.

この発明の三次元の像システムの別の実施例では、ソース配置は第1の走査面で 連続した方向に対象物に向って超音波のエネルギを送り、それから連続した走査 面で連続した方向に対象物に向って超音波のエネルギの連続した伝送を繰返すが 、連続した走査面は第1の走査面に関して増加する角度の配向を有する。対象物 から反射されたエネルギは検出器配置によって電気的信号に変換され、次に処理 装置が以下のことによって電気的信号を処理し、再構成された像のデータを発生 させる、すなわち、対象物の前方投影を左の像面と右の像面とに引出してそれぞ れに第1の像と第2の像を発生させることによってであり、後者は表示装置の合 成表示のために像の立体対を形成する。In another embodiment of the three-dimensional imaging system of this invention, the source arrangement is in the first scan plane. Ultrasonic energy is sent toward the object in successive directions and then scanned continuously Continuous transmission of ultrasonic energy towards the target object in continuous directions is repeated on the surface. , successive scan planes have increasing angular orientation with respect to the first scan plane. Object The energy reflected from the The device processes the electrical signals and generates reconstructed image data by: In other words, the front projection of the object is drawn out to the left image plane and the right image plane, respectively. by generating a first image and a second image, the latter being a composite of the display device. Form a stereo pair of images for composite display.

この発明の他の教示に従えば、各走査面について1つの、複数個のソース/検出 器対が像面内に含まれる線内に配置できて、第1の走査面と、連続した平行な走 査面でそれぞれに対象物を走査可能であり、あるいは、単一のソース/検出器対 を1点に(たとえば像面と第1の走査面との交差点に)配置でき、対象物を第1 の走査面と、第1の走査面に関して増加する角度の配向を有する連続した走査面 で走査するように配置することができる。In accordance with other teachings of this invention, multiple sources/detectors, one for each scan plane. The pair of objects can be arranged in a line included in the image plane, and the first scanning plane and the first scanning plane are continuous and parallel scanning lines. The object can be scanned separately in the scanning plane, or a single source/detector pair can be scanned. can be placed at one point (e.g., at the intersection of the image plane and the first scanning plane), and the object can be placed at the first scanning plane. and successive scan planes having increasing angular orientation with respect to the first scan plane. It can be arranged to scan with.

さらに、各走査面における走査は、単一のソースと単一の検出器により、あるい は1対のソースとそれに対応する1対の検出器により、あるいは単一のソースと 1対の検出器により、為遂げることが可能である。Additionally, scanning in each scan plane can be performed by a single source and a single detector or by with a pair of sources and a corresponding pair of detectors, or with a single source. This can be accomplished with a pair of detectors.

最後に、与えられた走査面内で異なった方向から連続して走査するのではなく、 むしろ与えられた走査面内で異なったそれぞれの方向から異なったそれぞれの周 波数の走査信号を同時に送るようなソースを提供することにより、各走査面に関 する走査時間の重要な節約が達成できる。Finally, rather than sequentially scanning from different directions within a given scan plane, Rather, each of the different circumferences can be viewed from different directions within a given scan plane. By providing a source that sends wavenumber scanning signals simultaneously, each scanning plane can be Significant savings in scanning time can be achieved.

したがって、この発明の主な目的は、走査される対象物の三次元の像を得るため の三次元の像システムを提供することである。Therefore, the main objective of this invention is to obtain a three-dimensional image of the object being scanned. The purpose of this invention is to provide a three-dimensional imaging system.

この発明の付加的な目的は、ソース配置が第1の走査面で連続した方向に、走査 される対象物に向って超音波のエネルギを連続して送り、第1の走査面に平行な 連続した走査面で連続した方向に対象物に向って超音波のエネルギの伝送を繰返 す、三次元の像システムを提供することである。An additional object of the invention is to scan the source arrangement in a continuous direction in the first scan plane. The ultrasonic energy is continuously sent toward the object to be scanned, and Ultrasonic energy is repeatedly transmitted toward the target object in continuous directions in a continuous scanning plane. The objective is to provide a three-dimensional imaging system.

この発明の付加的な目的は、ソース配置が、第1の走査面で連続した方向に、走 査される対象物に向って超音波のエネルギを連続して送り、連続した走査面で連 続した方向に対象物に向って超音波のエネルギの連続した伝送を繰返し、連続し た走査面が第1の走査面に関して増加する角度の配向を有しているような、三次 元の像システムを提供することである。An additional object of the invention is that the source arrangement scans in a continuous direction in the first scan plane. Ultrasonic energy is sent continuously toward the object to be scanned, and is transmitted continuously in a continuous scanning plane. The continuous transmission of ultrasonic energy towards the target object in the same direction is repeated. The third scan plane has an increasing angular orientation with respect to the first scan plane. The purpose is to provide an original image system.

この発明の付加的な目的は、ソース配置が、第1の走査面で、対象物に向って異 なったそれぞれの方向に異なったそれぞれの周波数を有する超音波信号を送り、 第1の走査面に平行な連続した走査面で対象物に向って異なったそれぞれの周波 数を有する超音波信号の伝送を繰返すような、三次元の像システムを提供するこ とである。An additional object of the invention is that the source arrangement is different towards the object in the first scan plane. Send ultrasonic signals with different frequencies in each direction, different frequencies towards the object in successive scan planes parallel to the first scan plane To provide a three-dimensional imaging system that repeatedly transmits ultrasonic signals having a number of That is.

この発明の付加的な目的は、第1の走査面で異なったそれぞれの方向に、対象物 に向って、異なったそれぞれの周波数を有する超音波信号を送り、連続した走査 面が第1の走査面に関して増加する角度の配向を有するような連続した走査面に おいて、対象物に向って異なったそれぞれの周波数を有する超音波信号の伝送を 繰返すようなソース配置を有する、三次元の像システムを提供することである。An additional object of the invention is to scan the object in each different direction in the first scanning plane. Ultrasonic signals with different frequencies are sent towards the in successive scan planes such that the planes have an increasing angular orientation with respect to the first scan plane. transmit ultrasonic signals with different frequencies towards the target object. The object of the present invention is to provide a three-dimensional imaging system with a repeating source arrangement.

この発明の付加的な目的は、各走査面について1つの、複数個のソース/検出器 対を含むソース配置を有する三次元の像システムを提供することである。An additional object of the invention is to provide a plurality of sources/detectors, one for each scan plane. An object of the present invention is to provide a three-dimensional imaging system having a source arrangement including pairs.

この発明の付加的な目的は、第1の走査面と、第1の走査面に関して増加する角 度の配向を有している、連続した走査面とで超音波の走査を行なうための、単一 のソース/検出器対を含むソース配置を有する、三次元の像システムを提供する ことである。An additional object of the invention is to provide a first scanning plane and an increasing angle with respect to the first scanning plane. A single ultrasonic scanning device for performing ultrasonic scanning with a continuous scanning plane having a degree orientation. provides a three-dimensional imaging system having a source arrangement including source/detector pairs of That's true.

この発明の付加的な目的は、与えられた走査面において、単一のソースと単一の 検出器を含むソース配置を有する、三次元の像システムを提供することである。An additional object of this invention is that in a given scan plane, a single source and a single An object of the present invention is to provide a three-dimensional imaging system having a source arrangement including a detector.

この発明の付加的な目的は、与えられた走査面において、第1と第2のソース/ 検出器対を含むソース配置を有する、三次元の像システムを提供することである 。An additional object of the invention is to A three-dimensional imaging system having a source arrangement including a pair of detectors is provided. .

この発明の付加的な目的は、与えられた走査面において、単一のソースと1対の 検出器とを含むソース配置を有する、三次元の像システムを提供することである 。An additional object of the invention is to provide a single source and a pair of sources in a given scan plane. A three-dimensional imaging system having a source arrangement including a detector and a detector. .

上述の、およびこれ以降明らかになる他の目的と、この発明の性質とは、以下の 説明、添付の請求の範囲および付属の図面によって、より明瞭に理解されるであ ろう。The above-mentioned and other objects and the nature of the invention which will appear hereafter are as follows: It will be more clearly understood from the description, the appended claims and the accompanying drawings. Dew.

面の簡単な説明 第1八図ないし第1C図は、この発明に関連している、双眼の知覚理論を説明す るために用いられた線図による図解である。Brief description of the surface Figures 18 to 1C illustrate the binocular perception theory related to this invention. This is an illustration of the diagram used to illustrate the process.

第2A図は平行の走査面を用いた、この発明の一実施例の概略の表示である。FIG. 2A is a schematic representation of one embodiment of the invention using parallel scan planes.

第2B図は第2A図の矢印Aから見た、第2A図の実施例の上面図である。FIG. 2B is a top view of the embodiment of FIG. 2A, taken from arrow A in FIG. 2A.

第2C図は、第1の走査面と、第1の走査面に関して増加する角度の配向を有す る連続した走査面を用いた、この発明の別の実施例の概略の表示である。FIG. 2C has a first scan plane and an increasing angular orientation with respect to the first scan plane. 2 is a schematic representation of another embodiment of the invention using a continuous scan plane;

第3因は2つのソース/検出器対を用いた、この発明の別の実施例の上面図であ る。The third factor is a top view of another embodiment of the invention using two source/detector pairs. Ru.

第4図は単一のソース/検出器対を用いた、この発明の別の実施例の上面図であ る。FIG. 4 is a top view of another embodiment of the invention using a single source/detector pair. Ru.

第5図は単一のソースと1対の検出器を用いた、この発明の別の実施例の上面図 である。FIG. 5 is a top view of another embodiment of the invention using a single source and a pair of detectors. It is.

第6A図は与えられた走査面内で異なったそれぞれの方向に、異なったそれぞれ の周波数の伝送を用い、た、この発明の別の実施例の上面図である。FIG. FIG. 3 is a top view of another embodiment of the invention using frequency transmission;

第6B図および第6C図は第6A図の実施例の実現のためのソース配置であり、 第6D図は第6A図の実施例の実現のための検出器配置である。6B and 6C are source arrangements for implementation of the embodiment of FIG. 6A; FIG. 6D is a detector arrangement for implementation of the embodiment of FIG. 6A.

第7図はこの発明の三次元の像システムのブロック図である。FIG. 7 is a block diagram of the three-dimensional imaging system of the present invention.

第8図は第7図の像処理装置によって行なわれる動作のフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart of operations performed by the image processing apparatus of FIG. 7.

発明の テのだめの の この発明はこれから、この発明に関連のある双眼の知覚理論を議論するために用 いられる第1八図ないし第1C図を参照してより完全に説明される。The end of invention This invention will now be used to discuss binocular perception theory related to this invention. 18-1C, which are described more fully.

第1A図は、各々任意のドツトパターンを含む2つの面10および12の正面図 を示す。第1B図は2つの面10および12の上面図であり、ここでは面12が 面10の前に位置づけられていることがわかる。第1B図ではまた左右の像面1 4および16が見られ、これらは2つの面10および12を眺めている人の左右 の目の網膜によって形成される像面に対応していると考えることができる。第1 B図において、点線は、それぞれ面10および12に含まれるパターンの、それ ぞれ面14および16への前方投影を表す。FIG. 1A is a front view of two surfaces 10 and 12, each containing an arbitrary dot pattern. shows. FIG. 1B is a top view of two surfaces 10 and 12, where surface 12 is It can be seen that it is positioned in front of surface 10. In Figure 1B, the left and right image planes 1 4 and 16, which are on the left and right sides of the person looking at the two planes 10 and 12. can be considered to correspond to the image plane formed by the retina of the eye. 1st In figure B, the dotted lines indicate those of the patterns included in surfaces 10 and 12, respectively. Represents the forward projection onto planes 14 and 16, respectively.

第1C図に移ると、図は第1B図の面1oおよび12にそれぞれ含まれていた像 の、それぞれ像面14および16への投影を示す。面10に含まれていたパター ンの、それぞれ像面14および16への投影は、それぞれ参照数字10a−およ び10b′で示され、一方、面12に含まれていたパターンの、それぞれ像面1 4および16への投影は、それぞれ参照数字128′および12b′で示されて いる。Turning to Figure 1C, the figure shows the images contained in planes 1o and 12, respectively, of Figure 1B. , onto image planes 14 and 16, respectively. Putter included in surface 10 The projections of the images onto image planes 14 and 16, respectively, are indicated by reference numerals 10a- and 10a-, respectively. 10b' and 10b', respectively, of the pattern contained in the surface 12, The projections to 4 and 16 are indicated by reference numerals 128' and 12b', respectively. There is.

もしも面10および12に含まれる任意のドツトパターンが単眼で眺められるな らば、結果として生じるのは二次元の知覚のみである。すなわち、第1A図の面 1015よび12に含まれる任意のドツトパターンの単眼の知覚は、第1C図の 像面14および16にそれぞれ現われる単眼の像10a”、12a−1または1 0b−112b′の一方または他方に対応するだろう。しかしながら、もしも第 1A図の面10および12上の任意のドツトパターンが双眼で眺められるならば 、第1C図に見られるような、14および16で示された像の立体の対が結果と して生じる。If any dot pattern contained in surfaces 10 and 12 cannot be viewed with a single eye, Otherwise, only two-dimensional perception results. That is, the surface of FIG. 1A The monocular perception of any dot pattern contained in 1015 and 12 is shown in FIG. 1C. Monocular images 10a'', 12a-1 or 1 appearing on image planes 14 and 16, respectively 0b-112b'. However, if If any dot pattern on planes 10 and 12 in Figure 1A is viewed binocularly, then , the stereoscopic pair of images designated 14 and 16 as seen in Figure 1C is the result. occurs.

面10および12上に含まれたパターンの人間の視覚により、人間の脳は処理装 置として働き、単眼の像の立体対を処理して「心の目4 (mind’ s e ye)に面10および12の三次元の像を形成する。このようにして面1oおよ び12を双眼で眺める人は面12が面10に関して(三次元において)垂直に変 位されていることを知覚する。Human vision of the patterns contained on planes 10 and 12 causes the human brain to The mind's eye processes the stereo pair of monocular images and creates the mind's eye. ye) to form a three-dimensional image of surfaces 10 and 12. In this way, surface 1o and A person looking at planes 12 and 12 with binoculars will notice that plane 12 changes perpendicularly (in three dimensions) with respect to plane 10. Perceive that you are being placed in a position.

この発明は、後者の理論を超音波の像システムの開発に採用しており、このシス テムは反射された超音波のエネルギの立体像を処理して、超音波で走査される対 象物の三次元像を再構成するために、複雑なプログラミング技術が用いられてい るという事実のおかげで、最小のハードウェアを有する。This invention adopts the latter theory in the development of an ultrasound imaging system, and this system The system processes a 3D image of the reflected ultrasound energy to Complex programming techniques are used to reconstruct the three-dimensional image of the object. Due to the fact that it has minimal hardware.

第2A図はこの発明の第1の実施例を示す。そこで見られるように、走査される べき対象物20から変位された像面内に複数個のソース5ASSS、・・・およ び検出器OA。FIG. 2A shows a first embodiment of the invention. as seen there, scanned A plurality of sources 5ASSS, . . . and and detector OA.

DB、・・・が配置されている。SA、SB1・・・の各ソースはソースシーケ ンサ22に接続されており、これは対象物20の走査に引き続いてSA、8B、 ・・・の各超音波ソースを能動化するための従来のシーケンス装置である。こう して、ソースSAは第1の走査サイクルの間対象物20を走査し、ソースSBは 第2の走査サイクルの間対象物を走査し、以下同様である。DB,... are arranged. Each source of SA, SB1... is the source sequence SA, 8B, SA, 8B, A conventional sequencing device for activating each ultrasound source of... like this The source SA scans the object 20 during the first scan cycle, and the source SB scans the object 20 during the first scan cycle. The object is scanned during a second scan cycle, and so on.

第2A図の矢印Aに沿って眺められた第2A図の実施例の上面図である、第2B 図に移ると、各ソース(たとえばソースSA)による対象物20の走査は、第1 の方向26への超音波エネルギの伝送と、後に続(、方向28への伝送が達成さ れるまで方向26から増加する角度量で変位される方向への、超音波エネルギの 連続した伝送からなる。2B is a top view of the embodiment of FIG. 2A taken along arrow A of FIG. 2A; Turning to the figure, the scanning of the object 20 by each source (e.g. source SA) Transmission of ultrasonic energy in direction 26 and subsequent transmission in direction 28 is achieved. of ultrasonic energy in a direction that is displaced by an increasing angular amount from direction 26 until Consists of consecutive transmissions.

公知の超音波走査技術に従えば、超音波のエネルギは、対動物20の材料のよう な、走査経路上に現われる材料から反射される。このような反射された超音波エ ネルギは検出器DA、DB、・・・によって検出され、これらの検出器は検出器 データマルチプレクサ24に検出出力を提供する。According to known ultrasonic scanning techniques, ultrasonic energy is applied to materials such as the animal 20. , reflected from materials appearing on the scan path. Such reflected ultrasound waves The energy is detected by detectors DA, DB,... Provides a detection output to data multiplexer 24.

検出器データマルチプレクサ24は各検出器DA、DB。A detector data multiplexer 24 is provided for each detector DA, DB.

・・・を連続して、またソースSA、SB、・・・の走査サイクルに対応して切 換える、従来の装置である。検出器データマルチプレクサ24によってマルチプ レクサされた、検出器DA、DB、・・・からのデータは、第7図を参照して引 き続いて述べられる、この発明に関連した像処理システムに検出器データ出力と して提供される。... continuously and in response to the scan cycles of sources SA, SB, .... This is a conventional device. Multiplexed by detector data multiplexer 24 The lexed data from the detectors DA, DB, etc. can be retrieved with reference to Figure 7. Detector data output and image processing systems associated with this invention are described below. provided.

第2C図はこの発明の第2の実施例の概略の表示であって、単一のソースSと単 一の検出器りが参照数字34で示される、走査されるべき対象物20と向い合っ た像面内に配置されている。この実施例では、ソースSによる超音波信号の伝送 による対象物2oの超音波走査は、第1の走査面36で起こり、次に連続した走 査面38.40、などで繰返され、各連続した走査面は第1の走査面36から角 度の量を増加させることによって角度が変位されている。FIG. 2C is a schematic representation of a second embodiment of the invention, in which a single source S and a single One detector faces the object 20 to be scanned, indicated by the reference numeral 34. It is placed in the image plane. In this example, the transmission of the ultrasound signal by the source S Ultrasonic scanning of the object 2o by The scan planes 38, 40, etc. are repeated, each successive scan plane being at an angle from the first scan plane 36. The angle is being displaced by increasing the amount of degrees.

各走査サイクルの結果として対象物20から反射されたエネルギは単一の検出器 りに受取られ、これは第7図を参照して以下でより詳細に述べられる像処理シス テムに検出器データを提供する。この際に、この像処理システムは検出器データ を処理して対象物20の像面34への前方投影を表わすデータを発生させ、この ような前方投影は第2c図の像面34に垂直な、水平の点線で表わされているこ とを述べるのは意味のあることである。The energy reflected from object 20 as a result of each scan cycle is transmitted to a single detector. The image processing system described in more detail below with reference to FIG. Provide detector data to the system. At this time, this image processing system is processed to generate data representing the forward projection of the object 20 onto the image plane 34; Such a forward projection is represented by the horizontal dotted line perpendicular to the image plane 34 in FIG. It is meaningful to state that.

第3図は2つのソース/検出器対を用いたこの発明の別の実施例の概略の表示で ある。特に、゛ソースS1と検出器D1は左の像面42の中心に位置づけられた ソース/検出器対を形成し、一方ソースS2と検出器D2は右の像面44の中心 に位置づけられた第2のソース/検出器対を形成する。FIG. 3 is a schematic representation of another embodiment of the invention using two source/detector pairs. be. In particular, ``source S1 and detector D1 were positioned at the center of the left image plane 42. forming a source/detector pair, while source S2 and detector D2 are at the center of the right image plane 44. forming a second source/detector pair positioned at .

動作に際しては、与えられた走査サイクルの間に各ソース/検出器対が対象物2 0を超音波のエネルギで走査する。In operation, each source/detector pair scans the object 2 during a given scan cycle. 0 is scanned with ultrasonic energy.

反射されたエネルギはそれぞれ検出器D1およびD2に受取られ、対応する検出 器データが像処理システムに提供される。像処理システムは以下により詳細に議 論される様態で検出器データを処理して対象物20の前方投影を表わす像のデー タを左の面42と右の面44の両方に発生させ、これら2つの面の像のデータが 立体の対を形成する。The reflected energy is received by detectors D1 and D2, respectively, and the corresponding detection instrument data is provided to an image processing system. The image processing system is discussed in more detail below. The detector data is processed in the manner discussed to generate image data representing a forward projection of the object 20. data is generated on both the left surface 42 and the right surface 44, and the image data of these two surfaces is Form a solid pair.

2つのソース/検出器対を含むこの発明のこの実施例は、第2/11の実施例と 組合わせて、その場合各平行の走査面に2つのソース/検出器対があるようにし て利用可能であり、あるいは第2C図の実施例と組合わせて、その場合像面34 (第2C図を見よ゛)内に2つのソース/検出器対が位置づけられるようにし、 このソース/検出器対が36.38.40などの走査に対応して連続的な対の走 査を作り出し、8対の走査は先行の対の走査に関して角度を変位されているよう にして利用することも可能であることが認められるだろう。This embodiment of the invention, which includes two source/detector pairs, is different from the second/eleventh embodiment. in combination, so that there are then two source/detector pairs in each parallel scan plane. or in combination with the embodiment of FIG. 2C, in which case the image plane 34 (see Figure 2C) such that the two source/detector pairs are positioned within the This source/detector pair scans successive pairs corresponding to scans 36, 38, 40, etc. the eight pairs of scans are angularly displaced with respect to the preceding pair of scans. It will be recognized that it can also be used as

第4図はソース$1と検出器D1を含む単一のソース/検出器対が用いられた、 この発明の別の実施例の概略の表示である。この実施例では、第4図に示される ように、ソースS1は検出器D1の位置に関して異なった位置に置かれている。FIG. 4 shows that a single source/detector pair was used, including source $1 and detector D1. 2 is a schematic representation of another embodiment of the invention; In this example, as shown in FIG. , the source S1 is placed at a different position with respect to the position of the detector D1.

ソースS1によって対象物2oに超音波のエネルギが送られたとき、結果として 生じる反射エネルギは検出器D1に受取られ、これは検出器データを像処理シス テムに提供し、後者は検出器データを処理して、第4図の左の面46I3よび右 の面48に、前方投影を表わす像のデータを発生させる。When ultrasonic energy is sent to the object 2o by the source S1, the result is The resulting reflected energy is received by detector D1, which transmits the detector data to an image processing system. and the latter processes the detector data to form the left plane 46I3 and the right plane image data representing a forward projection is generated in the plane 48 of the image plane 48 .

再び、この発明のこの実施例は、(第2A図にあるように)各平行な走査面に1 つのソース/検出器対があるが、あるいはく第2C図にあるように)角度を変位 させた各走査36.38.40などを作り出すために1つのソース/検出器対が あるようにして、第2A図または第2c図の実施例と組合わせ可能であることが 認められるだろう。Again, this embodiment of the invention has one in each parallel scan plane (as shown in FIG. 2A). There are two source/detector pairs, but the angle is displaced (as shown in Figure 2C). One source/detector pair is used to produce each scan 36, 38, 40 etc. It can be combined with the embodiment of FIG. 2A or FIG. 2C in a certain manner. It will be recognized.

第5図は、各検出器が反射像面50または52の中心に位置づけられている、2 つの検出器D1およびD2と組合わされた、超音波エネルギの対象物2oへの伝 送のための単一のソースS1の使用を含む、この発明の別の実施例の概略の表示 である。再び、第5図のこの実施例は第2A図の実施例か、第2C図の実施例か どちらかに組合わせて利用できる。FIG. 5 shows two transmission of ultrasonic energy to the object 2o in combination with two detectors D1 and D2. 1 is a schematic representation of another embodiment of the invention, including the use of a single source S1 for transmission; It is. Again, is this embodiment of FIG. 5 the embodiment of FIG. 2A or the embodiment of FIG. 2C? Can be used in combination with either.

第6A図は、単一のソース/検出器対S、Dが用いられて、異なった方向に、異 なったそれぞれの周波数を有する複数個の走査ビームまたは信号を発生させる、 この発明の別の実施例の概略の表示である。こうして、左の走査ビーム54から 右の走査ビーム56までの予め定められた角度間隔に配置された予め定められた 複数個のビームが、各走査ビームのそれぞれが異なったそれぞれの周波数を有し て同時に発生される。Figure 6A shows that a single source/detector pair S, D is used to generating a plurality of scanning beams or signals having respective frequencies, 2 is a schematic representation of another embodiment of the invention; Thus, from the left scanning beam 54 A predetermined beam located at a predetermined angular interval to the right scanning beam 56. A plurality of beams are provided, each scanning beam having a different respective frequency. occur at the same time.

エネルギが反射されると、反射エネルギは検出器りによって受取られ、対応する 検出器データが像処理システムに提供される。このように、たとえ超音波のビー ムまたは信号が同時に発生され、対応する検出器データが事実上同時に受取られ ても、周波数における相違のために、1つの超音波伝送に対応する反射エネルギ は他の超音波の伝送に対応する反射エネルギから区別され得る。この多周波数技 術は、同時の超音波ビームの伝送を果たすために、上述のいかなる実施例におい ても使用可能であることは認められるべきである。これは結果として非常に短い 走査サイクルとともに動作時間の全体の節約と、そして同様にシステム全体の優 れた応答性の利点の達成とをもたらす。When energy is reflected, the reflected energy is received by a detector and a corresponding Detector data is provided to an image processing system. In this way, even if the ultrasonic beam systems or signals are generated simultaneously and corresponding detector data are received virtually simultaneously. However, due to the difference in frequency, the reflected energy corresponding to one ultrasonic transmission can be distinguished from reflected energy corresponding to other ultrasound transmissions. This multi-frequency technique The technique can be used in any of the embodiments described above to achieve simultaneous ultrasound beam transmission. It should be recognized that it can also be used. This results in a very short Overall savings in operating time as well as scan cycles, and overall system efficiency as well. and achieve the benefits of improved responsiveness.

上述の多周波数技術の実現において、様々なソース/検出器配置が利用されるで あろうことは認められるべきである。たとえば、第6B図に示されるように、複 数個の水晶発振器61aないし61fが駆動装置6oの周囲の角度のある配列に 配置されることもでき、後者はそれぞれの方向に異なった周波数の連続した信号 を発生させるために各発振器を連続的に能動化する。それに代わる方法として、 第6C図に示されるように、複数個の発振器61a−ないし61r′の配置が共 通の駆動装置60′に接続可能で、矢印62によって示される角の方向へ回転す るように配置でき、駆動装置60′は各連続した角度位置で発振器618′ない し61f′のそれぞれの1つを能動化するように操作され、こうして異なった周 波数の信号を異なったそれぞれの方向に発生する。Various source/detector arrangements may be utilized in implementing the multi-frequency techniques described above. That should be acknowledged. For example, as shown in Figure 6B, Several crystal oscillators 61a to 61f are arranged in an angular array around the drive device 6o. The latter is a continuous signal of different frequencies in each direction. Activate each oscillator sequentially to generate . As an alternative, As shown in FIG. 6C, the arrangement of the plurality of oscillators 61a- to 61r' is common. is connectable to a drive unit 60' that rotates in the angular direction indicated by arrow 62. The drive device 60' can be arranged such that the drive device 60' generates an oscillator 618' at each successive angular position. and 61f', thus activating each one of the Generates signals with different wave numbers in each direction.

異なった周波数の信号の検出に関しては、第6c図に示されるような検出器配置 が使用できる。このような検出器配置は複数個のフィルタ69aないし69fに 共通に接続された受信器68を含み、各フィルタは、それぞれの出力を有して、 (以下に議論されるように)そのそれぞれのアナログのデータ出力を像処理装置 に提供する。このようにして、像処理装置は異なったそれぞれの走査方向から受 取った異なった周波数の信号を区別することが可能である。For detection of signals of different frequencies, a detector arrangement as shown in Figure 6c can be used. Such a detector arrangement includes multiple filters 69a to 69f. including a commonly connected receiver 68, each filter having a respective output; Image processing device (as discussed below) whose respective analog data outputs Provided to. In this way, the image processing device receives images from each of the different scanning directions. It is possible to distinguish between signals of different frequencies taken.

第7図はこの発明に用いられる像処理システムのブロック図である。ここで見ら れるように、この発明の像処理システムは基本的に、アナログ−ディジタル変換 器(ADC>70と、像処理装置72と、記憶装置および表示装置74とを含む 。FIG. 7 is a block diagram of an image processing system used in the present invention. See here As described above, the image processing system of this invention basically performs analog-to-digital conversion. (including an ADC>70, an image processing device 72, and a storage and display device 74) .

ADG70は検出器から受取られたアナログの検出器データを像処理装置72へ の入力のためにディジタルの形に変える、標準的な、または従来のアナログーデ イジタル変換器である。ADG 70 sends analog detector data received from the detector to image processing device 72. converts standard or traditional analog data into digital form for input. It is a digital converter.

像処理装置72は従来のディジタルのコンピュータであって、(以下に述べられ るように)反射された超音波のエネルギの(またしたがって伝送された超音波の エネルギが遭遇した対象物の)上述の像面への前方投影を表わす像データを計算 するような様態にプログラムされている。Image processor 72 is a conventional digital computer (described below). of the reflected ultrasound energy (and therefore of the transmitted ultrasound energy) Calculate image data representing the forward projection onto the above-mentioned image plane (of the object encountered by the energy) It is programmed to do so.

記憶および表示装置74は従来の記憶および表示装置であって、計算された前方 投影のデータに対応して像処理装置72によって発生されたディジタルの像デー タ(または座標データ)に応じて、上述の超音波走査システムによって走査され た対象物20を表わす実質上三次元の像を、二次元の形で表示する。Storage and display device 74 is a conventional storage and display device that digital image data generated by the image processing device 72 in response to the projection data; scanned by the ultrasonic scanning system described above. A substantially three-dimensional image representing the object 20 is displayed in two-dimensional form.

ADC70は従来のいかなるアナログ−ディジタル変換器によっても実現可能で あることは注目すべきである。像処理装置72は、デアンザシステムズ社(Qe  Anza 5ysteas)によって製造されているIP5000等の従来の いかなる像処理装置によっても実現可能である。記憶および表示装置74は、ラ ムチック社(Ramtelt QOrpOratiOn)によって製造されてい るラムチック(RAMTEK)表示装置等の、像処理システムにおいて用いられ ている従来のいかなる記憶および表示装置であってもよい。ADC70 can be implemented with any conventional analog-to-digital converter. One thing is worth noting. The image processing device 72 is manufactured by De Anza Systems (Qe Conventional IP5000 manufactured by Anza 5ysteas) This can be realized by any image processing device. Storage and display device 74 includes Manufactured by Ramtelt QOrpOratioOn used in image processing systems such as RAMTEK display devices. Any conventional storage and display device may be used.

第8図はこの発明に従って像処理装W72によって行なねれるプログラム動作の フローチャートである。第8図を参照すると、像処理装f172の動作は次のと おりである。FIG. 8 shows the program operation performed by the image processing device W72 according to the present invention. It is a flowchart. Referring to FIG. 8, the operation of the image processing device f172 is as follows. It is a cage.

処理が開始されると(ブロック80)、像処理装置72はADC70から時間の 関数としての反射輪郭を受入れる(ブロック81)。この反射輪郭は反射のピー クを規定するために微分される(ブロック82)。反射の輪郭内で規定された各 ピークは引き続いて選択され(ブロック83)、ピークが重要ゼあるかどうかの 判断がなされる(ブロック84)。ピークの重要性は、当業者には明らかであろ う、様々な公知の同値に関する、またはパラメータに関する技術に基づいて判断 される。When processing begins (block 80), image processor 72 receives time information from ADC 70. Accept the reflection contour as a function (block 81). This reflection contour is the peak of the reflection. (block 82). Each defined within the reflection contour The peaks are subsequently selected (block 83) and the peaks are determined to be significant or not. A determination is made (block 84). The significance of the peak will be clear to those skilled in the art. judgments based on various known equivalence or parameter techniques. be done.

もしもピークが重要であると判断されると、反射点の×1Y1およびZ座標は各 最高点の角度と時間間隔(走査されている対象物からの反射信号の伝送と受信の 間の持続期間)から計算される(ブロック85)。計算は次の公知の座標方程式 に従って実行される。If the peak is determined to be significant, the ×1Y1 and Z coordinates of the reflection point are The angle and time interval of the highest point (transmission and reception of the reflected signal from the object being scanned) (block 85). The calculation is the following known coordinate equation executed according to the following.

マーxI 、 cosθJ −J:およびここでkは尺度計数、■は反射された ビームの時間間隔、e、、e; およびθ、は単位ベクトル丁、J、およびKに 関して測定されたビームの角度である。mar xI, cosθJ -J: and where k is the scale count and ■ is the reflected The time intervals of the beams, e, , e; and θ, are given by the unit vectors D, J, and K. is the angle of the beam measured with respect to

XSY、および2座標の計算が実行されると、別の公知のパラメータ技術を用い て、これらの座標が興味のあるフィールドの内にあるかどうかの判断がなされる (ブロック86)。もしも座標が興味のあるフィールドの内にあれば、計算され た座標は記憶および表示装置74内の左右の立体視界上へ検出された点を投影す るために用いられる(ブロック87)。Once the XSY and 2 coordinate calculations are performed, using another known parametric technique A determination is made whether these coordinates are within the field of interest. (Block 86). If the coordinates are within the field of interest, they will be calculated. The detected points are projected onto the left and right stereoscopic fields in the storage and display device 74. (block 87).

(ブロック84を参照して)もしもピークが重要でないと判断された場合、ある いは(ブロック86を参照して)もしも座標が興味のあるフィールド内にないと 判断された場合、あるいは(ブロック87を参照して)点が記憶および表示装置 74の左右の立体視界に投影された場合には、最後のピークが連続して処理され たかどうか、という別の判断がなされる(ブロック88)。もしも最後のピーク が処理されていなければ、続いて次のピークが選択され(ブロック83)、処理 が継続する(ブロック84ないし87)。もしも最後のピークが処理されていれ ば(ブロック88)、最後の輪郭が受入れられたかどうかの判断がなされる(ブ ロック89)。(See block 84) If it is determined that the peak is not significant, then or (see block 86) if the coordinates are not within the field of interest. Otherwise (see block 87) the point is stored and displayed. When projected onto the left and right stereoscopic views of 74, the last peak is processed consecutively. Another determination is made (block 88): If the last peak If the peak has not been processed, then the next peak is selected (block 83) and processed. continues (blocks 84-87). If the last peak had been processed (block 88), a determination is made whether the last contour was accepted (block 88). Rock 89).

もしも最後の輪郭が受入れられていなければ、処理装置は別の反射輪郭を受入れ (ブロック81)、その反射輪郭の処理が進められる。これに反してもしも最後 の輪郭が受入れられていれば(ブロック89)、処理装置72は動作を終わる。If the last contour is not accepted, the processor accepts another reflective contour. (Block 81), processing of the reflection contour proceeds. On the other hand, if the end If the contour is accepted (block 89), processor 72 terminates its operation.

上で述べられた超音波ソース5A131、S2等は、当業者にはよく知られてい るとおり、いかなる従来の超音波のエネルギのソースによっても実現可能である ことは認められるべきである。このような超音波のエネルギのソースは、<1> (第2A図および第2B図に関連して上述されたように)連続して増加された角 度の方向への超音波ビームの連続した伝送によって、(2)(第2C図に関連し て上述されたように)走査面が第1の走査面に関して増加する角度の配向を有す るような、連続した走査面で起こる、連続した走査ビームのサイクルの発生によ って、(3)(第6八図ないし第6D図に関連して上述されたように)異なった それぞれの周波数の複数個の超音波ビームの、異なった角度方向への伝送によっ て、対象物の超音波の走査を提供するように適合されるであろう。The ultrasonic sources 5A131, S2, etc. mentioned above are well known to those skilled in the art. can be achieved by any conventional ultrasonic energy source, as shown in That should be recognized. The source of such ultrasonic energy is <1> successively increased angles (as described above in connection with FIGS. 2A and 2B) (2) (Related to Figure 2C) (as described above) in which the scan plane has an increasing angular orientation with respect to the first scan plane. The generation of successive scanning beam cycles that occur in successive scanning planes, such as (3) different (as described above in connection with Figures 68 to 6D) By transmitting multiple ultrasound beams of each frequency in different angular directions, and will be adapted to provide ultrasound scanning of the object.

加えて、上述したDA、DI、D2等の検出器は、それらの検出器が上述された この発明の機能を備えるように適合されているならば、反射された超音波のエネ ルギの検出と、対応するアナログの検出器データの像処理システムへの提供が可 能な、いかなる従来の検出器によっても実現可能である。In addition, the detectors mentioned above, such as DA, DI, D2, etc. If adapted to provide the functionality of this invention, reflected ultrasound energy detection of analog signals and provide corresponding analog detector data to the image processing system. It can be implemented with any conventional detector capable of

当業者にはよく知られているとおり、上述されたソースおよび検出器は、単独で 、あるいは変換器配列で配置された変換器要素の形状で設けられ得る。変換器配 列の設備に関連して、変換器の位相された配列はこの発明の範囲を逸脱すること なしに使用可能であることもまた認められるであろう。As is well known to those skilled in the art, the sources and detectors described above can be used alone. , or in the form of transducer elements arranged in a transducer array. Converter arrangement In conjunction with column installations, phased arrangements of transducers are outside the scope of this invention. It will also be appreciated that it can be used without.

この発明の例示に際して好ましい形態と配置が示されたが、この開示の精神およ び範囲から逸脱することなしに、配置や細部における様々な変化がなされてもよ いことは明らかに理解されるであろう。Although preferred forms and arrangements have been shown in illustrating the invention, the spirit and spirit of this disclosure Various changes in arrangement and detail may be made without departing from the scope and scope of the It will be clearly understood that.

FIG、lA。FIG. lA.

rtt;、 ts。rtt;, ts.

FIG 2A。FIG 2A.

国際調査報告international search report

Claims (32)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.対象物の三次元の像を得るための三次元の像システムであって: 第1の走査面において連続した方向に、前記対象物に向って超音波のエネルギを 送り、前記連続した方向は基準方向に関して増加する角度の配向を有しており、 かつ、前記第1の走査面に平行な連続した走査面において前記連続した方向で、 前記対象物に向って超音波のエネルギの連続した伝送を繰返すソース手段と; 前記対象物の材料から反射された、反射エネルギを受け、前記反射エネルギを電 気的信号に変える検出器手段と;前記検出器手段に接続され、前記電気的信号を 受け、前記電気的信号を処理して前記対象物の再構成された像のデータを発生さ せる処理手段とを含み; 前記検出器手段は前記対象物から変位され、左の像面と右の像面とに分けられた 、像面内に配置され、前記再構成された像データは前記左の像面内の第1の像と 前記右の像面内の第2の像への前記対象物の前方投影を含み、前記第1と第2の 像が立体の像を形成し: 前記システムがさらに、前記第1と第2の像を合成して表示し、それによって前 記対象物の三次元の像を表示する表示手段を含むシステム。1. A three-dimensional imaging system for obtaining a three-dimensional image of an object, the system comprising: Ultrasonic energy is directed toward the object in a continuous direction in a first scanning plane. feeding, said successive directions having increasing angular orientation with respect to a reference direction; and in the continuous direction in continuous scanning planes parallel to the first scanning plane, source means for repeating continuous transmission of ultrasonic energy toward the object; Receives reflected energy reflected from the material of the object, and converts the reflected energy into an electric current. detector means for converting the electrical signal into an electrical signal; and processing the electrical signal to generate reconstructed image data of the object. processing means for causing; The detector means is displaced from the object and divided into a left image plane and a right image plane. , and the reconstructed image data is located in the left image plane and the first image in the left image plane. a forward projection of the object onto a second image in the right image plane; The image forms a three-dimensional image: The system further displays a composite of the first and second images, thereby displaying the first and second images. A system comprising display means for displaying a three-dimensional image of an object. 2.前記ソース手段が前記像面内に1列に配置された複数個の超音波のソースを 含み、前記列が前記左右の像面間の境界を形成する、請求の範囲第1項に記載の システム。2. The source means includes a plurality of ultrasound sources arranged in a row within the image plane. 2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the row comprises: system. 3.前記検出器手段が前記像面内に1列に配置された複数個の超音波変換器を含 み、前記列が前記左右の像面間の境界を形成する、請求の範囲第1項に記載のシ ステム。3. The detector means includes a plurality of ultrasound transducers arranged in a row in the image plane. 2. The system of claim 1, wherein the column forms a boundary between the left and right image planes. stem. 4.前記ソース手段が、前記第1の走査面と前記連続した走査面の両方に垂直な 列に配置された複数個の超音波のソースを含む、請求の範囲第1項に記載のシス テム。4. the source means being perpendicular to both the first scan plane and the successive scan planes; A system according to claim 1, comprising a plurality of ultrasound sources arranged in a row. Tem. 5.前記検出器手段が、前記第1の走査面と前記連続した走査面の両方に垂直な 列に配置された複数個の超音波の変換器を含む、請求の範囲第1項に記載のシス テム。5. the detector means being perpendicular to both the first scan plane and the successive scan planes; A system according to claim 1, comprising a plurality of ultrasound transducers arranged in a row. Tem. 6.前記検出器手段が前記左の像面内に第1の列をなして配置された第1の複数 個の超音波の変換器を含み、前記第1の複数個の変換器の、前記各変換器は、前 記第1の走査面および前記連続した走査面のそれぞれ1つに配置されていて、 前記検出器手段がさらに、前記右の像面内に第2の列をなして配置された第2の 複数個の超音波の変換器を含み、前記第2の複数個の変換器の、前記各変換器は 、前記第1の走査面および前記連続した走査面のそれぞれ1つに配置されている 、請求の範囲第1項に記載のシステム。6. a first plurality of detector means arranged in a first row in the left image plane; of the first plurality of transducers, each transducer of the first plurality of transducers including: disposed in each one of the first scanning plane and the continuous scanning plane; The detector means further comprises a second detector arranged in a second row in the right image plane. a plurality of ultrasonic transducers, each transducer of the second plurality of transducers , disposed in each one of the first scan plane and the successive scan planes. , the system according to claim 1. 7.前記第1の列が前記左の像面を左と右の部分に分け、前記第2の列が前記右 の像面を左と右の部分に分ける、請求の範囲第6項に記載のシステム。7. The first column divides the left image plane into left and right parts, and the second column divides the left image plane into left and right parts. 7. The system of claim 6, wherein the image plane of the image plane is divided into left and right parts. 8.前記ソース手段が前記第1の列に沿って配置された複数個の超音波のソース を含み、前記各ソースは前記第1の走査面と前記連続した走査面のそれぞれ1つ に配置されていて、 前記システムがさらに、前記第1の走査面で付加的な連続した方向に、前記対象 物に向って超音波のエネルギを連続して送り、前記付加的な連続した方向は付加 的な基準方向に関して増加する角度の配向を有し、かつ前記第1の走査面に平行 な前記連続した走査面で前記付加的な連続した方向に、前記対象物に向って超音 波のエネルギの連続した伝送を繰返す付加的なソース手段を含み、前記付加的な ソース手段が、前記第2の列に沿って配置された複数個の別の超音波のソースを 含み、前記各別の超音波ソースは前記第1の走査面および前記連続する走査面の それぞれ1つに配置されている、請求の範囲第6項に記載のシステム。8. a plurality of ultrasound sources, the source means being arranged along the first row; , each source comprising a respective one of the first scan plane and the successive scan planes. It is located in The system further scans the object in additional successive directions in the first scan plane. Continuously send ultrasonic energy toward an object, and the additional consecutive directions has an increasing angular orientation with respect to a standard reference direction and is parallel to said first scan plane. ultrasonic waves toward the object in the additional successive directions in the successive scanning planes; additional source means for repeating the continuous transmission of wave energy; Source means includes a plurality of further ultrasound sources arranged along said second row. and wherein each of the separate ultrasound sources is in the first scan plane and in the successive scan planes. 7. The system according to claim 6, each arranged in one. 9.前記第1の走査面において付加的な連続した方向で前記対象物に向って超音 波のエネルギを連続して送り、前記付加的な連続した方向は付加的な基準方向に 関して増加する角度の配向を有し、かつ前記第1の走査面に平行な連続した走査 面において前記付加的な連続した方向で前記対象物に向って超音波のエネルギの 連続した伝送を繰返す、付加的なソース手段をさらに含む、請求の範囲第1項に 記載のシステム。9. ultrasonic waves toward the object in additional successive directions in the first scanning plane; successively transmitting wave energy, said additional successive directions being in an additional reference direction. successive scans having an increasing angular orientation with respect to the first scan plane and parallel to said first scan plane; of ultrasonic energy towards the object in the additional successive directions in the plane. Claim 1 further comprising additional source means for repeating successive transmissions. The system described. 10.対象物の三次元の像を得るための三次元の像システムであって: 第1の走査面において連続した方向で前記対象物に向って超音波のエネルギを連 続して送り、前記連続した方向は基準の方向に関して増加する角度の配向を有し 、かつ、連続した走査面において前記連続した方向で前記対象物に向って超音波 のエネルギの連続した伝送を繰返し、前記連続した走査面は前記第1の走査面に 関して増加する角度の配向を有している、ソース手段と; 前記対象物の材料から反射された、反射エネルギを受け、前記反射エネルギを電 気的信号に変える検出器手段と;前記検出器手段に接続され、前記電気的信号を 受け、前記電気的信号を処理して前記対象物の再構成された像のデータを発生さ せる処理手段とを含み: 前記検出器手段が前記対象物から変位され、左の像面と右の像面に分けられた像 面内に配置され、前記再構成された像のデータは左の像面の第1の像と右の像面 の第2の像への前方投影を含み、前記第1と第2の像は立体の対を形成し; 前記システムがさらに、前記第1と第2の像を合成して表示し、それによって前 記対象物の前記三次元の像を表示する表示装置を含む、システム。10. A three-dimensional imaging system for obtaining a three-dimensional image of an object, the system comprising: transmitting ultrasound energy toward the object in a continuous direction in a first scanning plane; successively feeding, said successive directions having an increasing angular orientation with respect to a reference direction; , and ultrasonic waves are directed toward the object in the continuous direction in continuous scanning planes. repeating successive transmissions of energy such that the successive scanning planes are connected to the first scanning plane. a source means having an increasing angular orientation with respect to; Receives reflected energy reflected from the material of the object, and converts the reflected energy into an electric current. detector means for converting the electrical signal into an electrical signal; and processing the electrical signal to generate reconstructed image data of the object. processing means for: an image in which said detector means is displaced from said object and is divided into a left image plane and a right image plane; The data of the reconstructed image is arranged in the first image plane on the left and the first image on the right image plane. a forward projection of onto a second image, the first and second images forming a stereoscopic pair; The system further displays a composite of the first and second images, thereby displaying the first and second images. A system comprising a display device for displaying the three-dimensional image of the object. 11.前記ソース手段が前記第1の走査面と前記前方投影の両方に垂直な線上の 前記像面内に配置された超音波のソースを含み、前記線が前記左右の像面の間の 境界を形成している、請求の範囲第10項に記載のシステム。11. said source means on a line perpendicular to both said first scanning plane and said forward projection; including a source of ultrasound positioned in said image plane, said line extending between said left and right image planes; 11. The system of claim 10, forming a boundary. 12.前記検出器手段が前記第1の走査面と前記前方投影の両方に垂直な線上の 前記像面内に配置された超音波の変換器を含み、前記線が前記左右の像面間の境 界を形成している、請求の範囲第10項に記載のシステム。12. The detector means is located on a line perpendicular to both the first scanning plane and the forward projection. an ultrasonic transducer disposed within the image plane, the line forming a boundary between the left and right image planes; 11. The system of claim 10, forming a field. 13.前記検出器手段が前記第1の走査面と前記前方投影の両方に垂直な第1の 線上の前記像面内に配置された第1の超音波の変換器と、前記第1の走査面と前 記前方投影の両方に垂直な第2の線上の前記像面内に配置された第2の超音波の 変換器を含む、請求の範囲第10項に記載のシステム。13. The detector means is arranged in a first direction perpendicular to both the first scanning plane and the forward projection. a first ultrasound transducer disposed in the image plane on a line; of a second ultrasound wave located in the image plane on a second line perpendicular to both of the front projections; 11. The system of claim 10, comprising a transducer. 14.前記第1の線が前記左の像面を左と右の部分に分け、前記第2の線が前記 右の像面を左と右の部分に分ける請求の範囲第13項に記載のシステム。14. The first line divides the left image plane into left and right parts, and the second line divides the left image plane into left and right parts. 14. The system of claim 13, wherein the right image plane is divided into left and right parts. 15.前記ソース手段が前記第1の線上の前記像面内に配置された超音波のソー スを有し、前記システムがさらに前記第1の走査面で付加的な連続した方向で前 記対象物に向って超音波のエネルギを連続して送り、前記付加的な連続した方向 は付加的な基準方向に関して増加する角度配向を有しており、かつ、 前記連続した走査面において前記付加的な連続した方向に、前記対象物に向って 前記超音波のエネルギの連続した伝送を繰返す、付加的なソース手段を含み、前 記付加的なソース手段が前記第2の線上の前記像面内に配置された付加的な超音 波のソースを含む、請求の範囲第13項に記載のシステム。15. the source means is an ultrasonic source located in the image plane on the first line; the system further includes a scanning direction in the first scanning plane; sequentially transmitting ultrasonic energy toward the object in the additional continuous direction; has an increasing angular orientation with respect to an additional reference direction, and in the successive scan planes in the additional successive directions toward the object; including additional source means for repeating the continuous transmission of said ultrasonic energy; additional ultrasound source means located in the image plane on the second line; 14. The system of claim 13, comprising a wave source. 16.前記第1の走査面において付加的な連続した方向に前記対象物に向って超 音波のエネルギを連続して送り、前記付加的な連続した方向は付加的な基準方向 に関して増加する角度の配向を有しており、かつ、前記連続した走査面において 前記付加的な連続した方向に、前記対象物に向って前記超音波のエネルギの連続 した伝送を繰返す、付加的なソース手段をさらに含む、請求の範囲第10項に記 載のシステム。16. superimposing toward the object in additional successive directions in the first scanning plane; Sending the energy of the sound wave continuously, said additional consecutive directions are additional reference directions. and in the successive scan planes has an orientation of increasing angle with respect to a succession of said ultrasound energy toward said object in said additional successive directions; as claimed in claim 10, further comprising additional source means for repeating the transmitted transmissions. system. 17.対象物の三次元の像を得るための三次元の像システムであって: 第1の走査面において前記対象物に向って異なった方向に異なったそれぞれの周 波数を有する超音波のエネルギを送り、前記異なった方向は基準方向に関して増 加する角の配向を有してむり、かつ前記第1の走査面に平行な連続した走査面に おいて前記対象物に向って異なったそれぞれの周波数を有する前記超音波の信号 の伝送を繰返すソース手段と: 前記対象物の材料から反射された、反射エネルギを受取り、前記反射エネルギを 電気的信号に変える検出器手段と:前記検出器手段に結合され、前記電気的信号 を受取り、前記電気的信号を処理して前記対象物の再構成された像のデータを発 生させる処理手段とを含み:前記検出器手段が前記対象物から変位され、左の像 面と右の像面に分けられた像面内に配置され、前記再構成された像のデータは前 記左の像面の第1の像と前記右の像面の第2の像への前方投影を含み、前記第1 と第2の像は立体の対を形成し: 前記システムがさらに、前記第1と第2の像を合成して表示し、それによって前 記対象物の前記三次元の像を表示する表示手段を含むシステム。17. A three-dimensional imaging system for obtaining a three-dimensional image of an object, the system comprising: different circumferences in different directions towards said object in a first scanning plane; transmitting ultrasonic energy having a wave number, said different directions increasing with respect to a reference direction; in successive scanning planes having an angular orientation that adds to said first scanning plane and parallel to said first scanning plane; the ultrasound signals having different respective frequencies toward the object at The source means to repeat the transmission of: receiving reflected energy reflected from the material of the object; detector means for converting the electrical signal into an electrical signal; and processes the electrical signal to generate reconstructed image data of the object. processing means for generating a left image; said detector means being displaced from said object; The reconstructed image data is placed in an image plane divided into a right image plane and a right image plane, and the reconstructed image data is a forward projection onto a first image of the left image plane and a second image of the right image plane; and the second image form a solid pair: The system further displays a composite of the first and second images, thereby displaying the first and second images. A system comprising display means for displaying said three-dimensional image of said object. 18.前記ソース手段が前記像面内に1列に配置された複数個の超音波のソース を含み、前記列が前記左と右の像面の間の境界を形成する、請求の範囲第17項 に記載のシステム。18. a plurality of ultrasound sources, the source means being arranged in a row within the image plane; Claim 17, wherein said column forms a boundary between said left and right image planes. system described in. 19.前記検出器手段が前記像面内に1列に配置された複数個の超音波の変換器 を含み、前記列が前記左と右の像面間の境界を形成する、請求の範囲第17項に 記載のシステム。19. a plurality of ultrasound transducers, the detector means being arranged in a row in the image plane; 18, wherein said column forms a boundary between said left and right image planes. The system described. 20.前記ソース手段が、前記第1の走査面と前記連続した走査面の両方に垂直 に1列に配置された複数個の超音波のソースを含む、請求の範囲第17項に記載 のシステム。20. the source means being perpendicular to both the first scan plane and the successive scan planes; 18. A method according to claim 17, comprising a plurality of ultrasound sources arranged in a row. system. 21.前記検出器手段が、前記第1の走査面と前記連続した走査面の両方に垂直 に1列に配置された複数個の超音波の変換器を含む、請求の範囲第17項に記載 のシステム。21. the detector means being perpendicular to both the first scan plane and the successive scan planes; Claim 17, comprising a plurality of ultrasonic transducers arranged in a row. system. 22.前記検出器手段が前記左の像面内に第1の列をなして配置された第1の複 数個の超音波の変換器を含み、前記第1の複数個の変換器の前記各変換器は前記 第1の走査面と前記連続した面のそれぞれ1つに配置されており、前記検出器手 段がさらに、前記右の像面内に第2の列をなして配置された第2の複数個の超音 波の変換器を有し、前記第2の複数個の変換器の前記各変換器は、前記第1の走 査面と前記連続した走査面のそれぞれ1つに配置されている、請求の範囲第17 項に記載のシステム。22. a first compound in which said detector means are arranged in a first row in said left image plane; including several ultrasonic transducers, each said transducer of said first plurality of transducers said one of the first scanning plane and one of the continuous planes, the detector hand The stage further includes a second plurality of ultrasonic waves arranged in a second row in the right image plane. a wave transducer, each transducer of the second plurality of transducers claim 17, wherein the scanning plane is disposed in each one of the scanning plane and the continuous scanning plane. The system described in Section. 23.前記第1の列が前記左の像面を左と右の部分に分け、前記第2の列が前記 右の像面を左と右の部分に分ける、請求の範囲第22項に記載のシステム。23. The first column divides the left image plane into left and right parts, and the second column divides the left image plane into left and right parts. 23. The system of claim 22, wherein the right image plane is divided into left and right parts. 24.前記ソース手段が前記第1の列に沿って配置された複数個の超音波のソー スを含み、前記各ソースは前記第1の走査面と前記連続した走査面のそれぞれの 1つに配置されていて、 前記システムはさらに、前記第1の走査面において前記対象物に向って異なった 方向に異なったそれぞれの周波数を有する超音波の信号を送り、前記異なった方 向は付加的な基準の方向に関して増加する角度の配向を有しており、かつ前記連 続した走査面において前記対象物に向って異なった方向に異なったそれぞれの周 波数を有する前記超音波の信号の伝送を繰返す、付加的なソース手段を含み、前 記付加的なソース手段が前記第2の列に沿って配置された複数個の別の超音波の ソースを含み、前記各別の超音波のソースは前記第1の走査面と前記連続した走 査面のそれぞれ1つに配置されている、請求の範囲第22項に記載のシステム。24. The source means comprises a plurality of ultrasonic sources arranged along the first row. each source includes a respective one of the first scan plane and the successive scan planes. are placed in one The system further comprises: a different direction toward the object in the first scanning plane; Sending ultrasonic signals with different frequencies in different directions, the direction has an increasing angular orientation with respect to the direction of the additional reference, and different circumferences in different directions towards the object in successive scanning planes. comprising additional source means for repeating the transmission of said ultrasonic signal having a wave number; additional source means for generating a plurality of separate ultrasonic waves disposed along said second row; a source of ultrasonic waves, each of the separate ultrasonic sources being connected to the first scan plane and to the successive scan planes; 23. The system of claim 22, wherein the system is located on each one of the scanning surfaces. 25.前記第1の走査面において前記対象物に向って異なった方向に、異なった それぞれの周波数を有する超音波の信号を送り、前記異なったそれぞれの方向は 付加的な基準方向に関して増加する角度の配向を有しており、かつ、前記連続し た走査面において前記対象物に向って異なった方向に異なったそれぞれの周波数 を有する前記超音波の信号の伝送を繰返す付加的なソース手段をさらに含む、請 求の範囲第17項に記載のシステム。25. in different directions toward the object in the first scanning plane. Send ultrasonic signals with respective frequencies, and the respective different directions are having an increasing angular orientation with respect to an additional reference direction; different frequencies in different directions toward the object in the scanning plane further comprising additional source means for repeating the transmission of said ultrasonic signal having a Scope of Claim 17. The system according to item 17. 26.対象物の三次元の像を得るための三次元の像システムであって: 第1の走査面において前記対象物に向って異なった方向に異なったそれぞれの周 波数を有する超音波の信号を送り、前記異なった方向は基準方向に関して増加す る角度の配向を有し、かつ連続する走査面において前記対象物に向って異なった 方向に異なったそれぞれの周波数を有する前記超音波の信号の伝送を繰返し、前 記連続した走査面が前記第1の走査面に関して増加する角度の配向を有する、ソ ース手段と: 前記対象物の材料から反射された、反射エネルギを受取り、前記反射エネルギを 電気的信号に変える検出器手段と;前記検出器手段に接続されて、前記電気的信 号を受取り、かつ前記電気的信号を処理して前記対象物の再構成された像を発生 させる処理手段とを含み; 前記検出器手段が前記対象物から変位され左の像面と右の像面とに分けられた像 面上に配置され、前記再構成された像のデータは前記左の像面の第1の像と、前 記右の像面の第2の像への前記対象物の前方投影を含み、前記第1と第2の像が 立体の対を形成し; 前記システムがさらに前記第1と第2の像を合成して表示し、それによって前記 対象物の前記三次元の像を表示する表示装置を含むシステム。26. A three-dimensional imaging system for obtaining a three-dimensional image of an object, the system comprising: different circumferences in different directions towards said object in a first scanning plane; Send an ultrasonic signal having a wave number, the different directions increasing with respect to the reference direction. with different angular orientations towards said object in successive scan planes. Repeat the transmission of the ultrasonic signals with different frequencies in each direction, and wherein the successive scan planes have an increasing angular orientation with respect to the first scan plane; source means: receiving reflected energy reflected from the material of the object; detector means for converting the electrical signal into an electrical signal; and processing the electrical signal to generate a reconstructed image of the object. processing means for causing; an image in which the detector means is displaced from the object and is divided into a left image plane and a right image plane; The data of the reconstructed image is arranged on the first image of the left image plane and the front image of the left image plane. a forward projection of said object onto a second image of said image plane, said first and second images being form a solid pair; The system further displays a composite of the first and second images, thereby displaying the first and second images. A system including a display device for displaying said three-dimensional image of an object. 27.前記ソース手段が、前記第1の走査面と前記前方投影の両方に垂直な線上 の前記像面内に配置された超音波のソースを含み、前記線が前記左と右の像面間 の境界を形成する、請求の範囲第26項に記載のシステム。27. The source means is arranged on a line perpendicular to both the first scanning plane and the forward projection. a source of ultrasound positioned in the image plane of the image plane, the line extending between the left and right image planes 27. The system of claim 26, forming a boundary of a. 28.前記検出器手段が、前記第1の走査面と前記前方投影の両方に垂直な線上 の前記像面内に配置された超音波の変換器を含み、前記線が前記左と右の像面間 の境界を形成する、請求の範囲第26項に記載のシステム。28. The detector means is arranged on a line perpendicular to both the first scanning plane and the forward projection. an ultrasonic transducer disposed in the image plane of the 27. The system of claim 26, forming a boundary of a. 29.前記検出器手段が、前記第1の走査面と前記前方投影の両方に垂直な第1 の線上の像面に配置された第1の超音波の変換器と、前記第1の走査面と前記前 方投影の両方に垂直な第2の線上の像面に配置された第2の超音波の変換器とを 含む、請求の範囲第26項に記載のシステム。29. The detector means includes a first a first ultrasound transducer disposed at an image plane on a line of a second ultrasonic transducer located at the image plane on a second line perpendicular to both of the lateral projections; 27. The system of claim 26, comprising: 30.前記第1の線が前記左の像面を左と右の部分に分け、前記第2の線が前記 右の像面を左と右の部分に分ける、請求の範囲第29項に記載のシステム。30. The first line divides the left image plane into left and right parts, and the second line divides the left image plane into left and right parts. 30. The system of claim 29, wherein the right image plane is divided into left and right parts. 31.前記ソース手段が前記第1の線上の前記像面内に配置された超音波のソー スを含み、 前記システムがさらに、前記第1の走査面において前記対象物に向って付加的な 異なった方向で異なったそれぞれの周波数を有する超音波の信号を送り、前記付 加的な異なった方向が付加的な基準方向に関して増加する角度の配向を有してお り、かつ前記連続した走査面において前記対象物に向って前記付加的な異なった 方向に異なったそれぞれの周波数を有する前記超音波信号の伝送を繰返す、付加 的なソース手段を含み、 前記付加的なソース手段が前記第2の線上の前記像面内に配置された付加的な超 音波のソースを含む、請求の範囲第29項に記載のシステム。31. the source means is an ultrasonic source located in the image plane on the first line; including The system further includes additional scanning toward the object in the first scanning plane. Sending ultrasonic signals with different respective frequencies in different directions, The additional different directions have increasing angular orientations with respect to the additional reference directions. and said additional different objects toward said object in said successive scanning planes. repeating and adding the transmission of said ultrasonic signals with respective frequencies different in directions; source means, said additional source means being located in said image plane on said second line; 30. The system of claim 29, including a source of acoustic waves. 32.前記第1の走査面において、前記対象物に向って付加的な異なった方向で 異なったそれぞれの周波数を有する超音波の信号を送り、前記付加的な異なった 方向は付加的な基準方向に関して増加する角度の配向を有し、かつ、前記連続し た走査面において前記対象物に向って前記付加的な異なった方向で異なったそれ ぞれの周波数を有する前記超音波信号の伝送を繰返す、付加的なソース手段をさ らに含む、請求の範囲第26項に記載のシステム。32. in the first scanning plane in additional different directions towards the object; Send ultrasonic signals with different respective frequencies, said additional different the direction has an increasing angular orientation with respect to the additional reference direction, and different ones in said additional different directions towards said object in said scanning plane; additional source means for repeating the transmission of said ultrasound signals with respective frequencies; 27. The system of claim 26, comprising:
JP60501563A 1984-03-28 1985-03-28 Three-dimensional image system Expired - Lifetime JPH0712360B2 (en)

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